單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，本實用新型采用單閥座雙向密封閥座結(jié)構(gòu)設計，基于上述結(jié)構(gòu)設計，即整個球閥只有一個閥座，球體采用不偏心方案，并且閥門下游無閥座結(jié)構(gòu)。這樣既解決了輸送得介質(zhì)的中腔堆積造成閥芯抱死問題，也解決了偏心旋轉(zhuǎn)閥密封精度差，極易泄漏的問題。
【專利說明】單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及閥門，具體是單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油、石化、化工、能源、礦產(chǎn)等行業(yè)生產(chǎn)過程中，伴隨著很多固相、氣固相、液固相介質(zhì)的輸送，國內(nèi)針對這種工況，對要求嚴密密封的閥門國內(nèi)制造廠家都是采用雙閥座形式，對不密封要求不高的閥門國內(nèi)制造廠家普遍采用偏心旋轉(zhuǎn)閥。但是國內(nèi)制造廠家的閥門在使用過程中體現(xiàn)出兩種情況:一、采用雙閥座密封的閥門的檢修周期太短，在使用過程中容易造成閥門內(nèi)腔堵死，無法開關(guān)并引起閥桿斷裂和下游閥座沖刷損壞；二、采用偏心旋轉(zhuǎn)球閥的閥門在使用過程中，介質(zhì)容易粘接在球閥上，使閥門的密封性能越來越差，并導致最終卡死?，F(xiàn)在急需對應用在此工況的閥門的密封結(jié)構(gòu)做出必要的結(jié)構(gòu)改進才能完全滿足生產(chǎn)的需要，實現(xiàn)免維護，降成本的經(jīng)營策略。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，可以解決閥座與閥體靜密封之間泄漏，引起的閥門內(nèi)漏的問題。
[0004]本實用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，包括閥體和左體，閥體和左體相對設置后形成中腔，中腔內(nèi)設置有球體，球體連接有上閥桿密封部，上閥桿密封部從球體延伸至中腔外，其中左體與球體之間設置有閥座密封部，閥座密封部包括閥座和位于閥座與左體之間的密封圈和位于閥座與左體之間的彈簧；在介質(zhì)上游區(qū)指向介質(zhì)下游的方向上，所述左體包括依次一體化連接的左體第一臺階體、左體第二臺階體、左體第三臺階體、左體第四臺階體，所述閥座包括依次一體化連接的閥座第一臺階體、閥座第二臺階體、閥座第三臺階體；左體第一臺階體的內(nèi)徑小于左體第二臺階體的內(nèi)徑小于左體第三臺階體的內(nèi)徑小于左體第四臺階體的內(nèi)徑，閥座第一臺階體的外徑小于閥座第二臺階體的外徑小于閥座第三臺階體的外徑，其中，左體第二臺階體的內(nèi)徑等于閥座第一臺階體的外徑，左體第四臺階體的內(nèi)徑等于閥座第三臺階體的外徑，密封圈位于左體第二臺階體、左體第三臺階體、閥座第一臺階體、閥座第二臺階體構(gòu)成的空腔內(nèi)，彈簧位于左體第三臺階體與閥座第三臺階體之間，且彈簧的軸線與介質(zhì)上游區(qū)指向介質(zhì)下游的方向平行，彈簧的一端與閥座第三臺階體面向介質(zhì)上游一側(cè)靠接，彈簧的另一端延伸進左體第三臺階體內(nèi)部。
[0005]本實用新型從閥門的閥座結(jié)構(gòu)上做改進，需要解決兩大問題。
[0006]1、在輸送介質(zhì)的過程中，盡量避免介質(zhì)在閥門內(nèi)腔堆積，避免閥球在開關(guān)過程中對介質(zhì)進行擠壓，防止介質(zhì)殘留。
[0007]2、盡可能使閥門實現(xiàn)雙向密封，避免下游介質(zhì)回流至上游管道中。
[0008]此種結(jié)構(gòu)改進后，經(jīng)比對，使用此種閥門的維護周期與裝置停車大檢修的周期一致，經(jīng)濟成本是雙閥座密封閥門的4/5，使管道輸送介質(zhì)更穩(wěn)定、長久，既提高了生產(chǎn)效益，也節(jié)約了經(jīng)濟成本。
[0009]現(xiàn)有球閥采用雙閥座密封結(jié)構(gòu)球閥，由于閥門的中腔口徑大于閥門流道口徑，在開關(guān)過程中會有介質(zhì)阻塞在下游閥座處，造成介質(zhì)在閥門中部不斷堆積，最終將閥球抱死無法動作，使閥門失去切斷功能。采用偏心旋轉(zhuǎn)球閥的閥門在使用過程中，由于閥門下游無閥座，不會造成閥門中腔介質(zhì)堆積，但是由于在球體旋轉(zhuǎn)過程中，球體會脫離閥座，介質(zhì)容易粘接在球閥表面和閥座密封面上，在球體再次旋轉(zhuǎn)關(guān)閉后，介質(zhì)會殘留在閥座與球體的密封之間，使閥門的密封性能越來越差，并導致球體無法轉(zhuǎn)動，最終將球體卡死。
[0010]本發(fā)明采用單閥座雙向密封閥座結(jié)構(gòu)設計，基于上述結(jié)構(gòu)設計，即整個球閥只有一個閥座，球體采用不偏心方案，并且閥門下游無閥座結(jié)構(gòu)。這樣既解決了輸送得介質(zhì)的中腔堆積造成閥芯抱死問題，也解決了偏心旋轉(zhuǎn)閥密封精度差，極易泄漏的問題。
[0011]密封方向一:介質(zhì)上游壓力高于介質(zhì)下游壓力時，正常密封，即當介質(zhì)上游進口端壓力大于下游出口端壓力時，介質(zhì)上游進口端壓力推動閥座與球體球面緊密密封。密封原理:介質(zhì)上游壓力大于介質(zhì)下游壓力時:上游介質(zhì)壓力Fl +彈簧補償預緊力-下游介質(zhì)對閥座的反向推力F2實現(xiàn)球體和閥座的密封。
[0012]密封方向二:介質(zhì)下游壓力高于介質(zhì)上游壓力時，反向密封，即當介質(zhì)下游壓力大于介質(zhì)上游壓力時，介質(zhì)下游壓力推動閥座與球體球面緊密密封。密封原理:介質(zhì)下游壓力大于出游時:下游介質(zhì)進入閥座背部的壓力Fl +彈簧補償預緊力-下游介質(zhì)對閥座的正向推力F2實現(xiàn)球體和閥座的密封。
[0013]閥座第三臺階體與球體之間設置有刃口體，刃口體生長于閥座第三臺階體并與球體表面擠壓接觸。防止球體表面粘接的處理方式是利用刃口體進行的，球體采用不偏心設計，閥座密封面內(nèi)外側(cè)都設計有刃口，球體在旋轉(zhuǎn)過程中始終與閥座緊密貼合。如果有介質(zhì)粘接在球體表面上，閥座內(nèi)外側(cè)刃口在球體旋轉(zhuǎn)過程中將會自動清潔球體，始終保證閥座與球體的密封性能。
[0014]球體內(nèi)設置有通孔構(gòu)成球體流道，球體流道的直徑等于左體最小內(nèi)徑。
[0015]為了保證彈簧的裝配，閥座第三臺階體與左體第三臺階體之間存在間隙。
[0016]為了保證密封圈的裝配，閥座第二臺階體與左體第二臺階體之間存在間隙。左體第三臺階體面向球體的一面傾斜角度為45度，左體第三臺階體面向球體的一面為擠壓球體面，刃口體生長于擠壓球體面。
[0017]球體遠離上閥桿密封部一側(cè)還設置有下閥桿密封部，下閥桿密封部位于閥體和左體之間。下閥桿密封部和上閥桿密封部構(gòu)成對球體的支持。
[0018]本實用新型的優(yōu)點在于:閥座結(jié)構(gòu)形式為雙向密封，具有雙向阻塞功能，閥座密封面內(nèi)外均具有刃口設計，可以在球體轉(zhuǎn)動過程中清潔球體表面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為實施例1的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2為閥座密封部的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3為閥座密封部密封方向一受力結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖4為閥座密封部密封方向二受力結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖中的附圖標記分別表示為:1、上閥桿密封部；2、閥體；3、左體；4、閥座密封部；5、球體；6、下閥桿密封部；7、中腔；8、閥座；9、彈簧；10、密封圈；11、刃口體，51、球體流道；31、左體第一臺階體，32、左體第二臺階體；33、左體第三臺階體；34、左體第四臺階體；81、閥座第一臺階體；82、閥座第二臺階體；83、閥座第三臺階體。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0025]實施例1:
[0026]如圖1所示。
[0027]如圖1和圖2
[0028]單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，包括閥體2和左體3，閥體2和左體3相對設置后形成中腔7，中腔7內(nèi)設置有球體5，球體連接有上閥桿密封部1，上閥桿密封部I從球體5延伸至中腔7外，其中左體3與球體之間設置有閥座密封部4，閥座密封部4包括閥座8和位于閥座與左體3之間的密封圈10和位于閥座與左體3之間的彈簧9 ;在介質(zhì)上游區(qū)指向介質(zhì)下游的方向上，所述左體3包括依次一體化連接的左體第一臺階體31、左體第二臺階體32、左體第三臺階體33、左體第四臺階體34，所述閥座8包括依次一體化連接的閥座第一臺階體81、閥座第二臺階體82、閥座第三臺階體83 ;左體第一臺階體31的內(nèi)徑小于左體第二臺階體32的內(nèi)徑小于左體第三臺階體33的內(nèi)徑小于左體第四臺階體34的內(nèi)徑，閥座第一臺階體81的外徑小于閥座第二臺階體82的外徑小于閥座第三臺階體83的外徑，其中，左體第二臺階體32的內(nèi)徑等于閥座第一臺階體81的外徑，左體第四臺階體34的內(nèi)徑等于閥座第三臺階體83的外徑,密封圈10位于左體第二臺階體32、左體第三臺階體33、閥座第一臺階體81、閥座第二臺階體82構(gòu)成的空腔內(nèi)，彈簧9位于左體第三臺階體33與閥座第三臺階體83之間，且彈簧9的軸線與介質(zhì)上游區(qū)指向介質(zhì)下游的方向平行，彈簧9的一端與閥座第三臺階體83面向介質(zhì)上游一側(cè)靠接，彈簧9的另一端延伸進左體第三臺階體33內(nèi)部。
[0029]本實用新型從閥門的閥座結(jié)構(gòu)上做改進，需要解決兩大問題。
[0030]1、在輸送介質(zhì)的過程中，盡量避免介質(zhì)在閥門內(nèi)腔堆積，避免閥球在開關(guān)過程中對介質(zhì)進行擠壓，防止介質(zhì)殘留。
[0031]2、盡可能使閥門實現(xiàn)雙向密封，避免下游介質(zhì)回流至上游管道中。
[0032]此種結(jié)構(gòu)改進后，經(jīng)比對，使用此種閥門的維護周期與裝置停車大檢修的周期一致，經(jīng)濟成本是雙閥座密封閥門的4/5，使管道輸送介質(zhì)更穩(wěn)定、長久，既提高了生產(chǎn)效益，也節(jié)約了經(jīng)濟成本。
[0033]現(xiàn)有球閥采用雙閥座密封結(jié)構(gòu)球閥，由于閥門的中腔口徑大于閥門流道口徑，在開關(guān)過程中會有介質(zhì)阻塞在下游閥座處，造成介質(zhì)在閥門中部不斷堆積，最終將閥球抱死無法動作，使閥門失去切斷功能。采用偏心旋轉(zhuǎn)球閥的閥門在使用過程中，由于閥門下游無閥座，不會造成閥門中腔介質(zhì)堆積，但是由于在球體旋轉(zhuǎn)過程中，球體會脫離閥座，介質(zhì)容易粘接在球閥表面和閥座密封面上，在球體再次旋轉(zhuǎn)關(guān)閉后，介質(zhì)會殘留在閥座與球體的密封之間，使閥門的密封性能越來越差，并導致球體無法轉(zhuǎn)動，最終將球體卡死。
[0034]本發(fā)明采用單閥座雙向密封閥座結(jié)構(gòu)設計，基于上述結(jié)構(gòu)設計，即整個球閥只有一個閥座，球體采用不偏心方案，并且閥門下游無閥座結(jié)構(gòu)。這樣既解決了輸送得介質(zhì)的中腔堆積造成閥芯抱死問題，也解決了偏心旋轉(zhuǎn)閥密封精度差，極易泄漏的問題。
[0035]如圖3，密封方向一:介質(zhì)上游壓力高于介質(zhì)下游壓力時，正常密封，即當介質(zhì)上游進口端壓力大于下游出口端壓力時，介質(zhì)上游進口端壓力推動閥座與球體球面緊密密封。密封原理:介質(zhì)上游壓力大于介質(zhì)下游壓力時:上游介質(zhì)壓力Fl +彈簧補償預緊力-下游介質(zhì)對閥座的反向推力F2實現(xiàn)球體和閥座的密封。
[0036]如圖4，密封方向二:介質(zhì)下游壓力高于介質(zhì)上游壓力時，反向密封，即當介質(zhì)下游壓力大于介質(zhì)上游壓力時，介質(zhì)下游壓力推動閥座與球體球面緊密密封。密封原理:介質(zhì)下游壓力大于出游時:下游介質(zhì)進入閥座背部的壓力Fl +彈簧補償預緊力-下游介質(zhì)對閥座的正向推力F2實現(xiàn)球體和閥座的密封。
[0037]閥座第三臺階體83與球體之間設置有刃口體11，刃口體11生長于閥座第三臺階體83并與球體表面擠壓接觸。防止球體表面粘接的處理方式是利用刃口體進行的，球體采用不偏心設計，閥座密封面內(nèi)外側(cè)都設計有刃口，球體在旋轉(zhuǎn)過程中始終與閥座緊密貼合。如果有介質(zhì)粘接在球體表面上，閥座內(nèi)外側(cè)刃口在球體旋轉(zhuǎn)過程中將會自動清潔球體，始終保證閥座與球體的密封性能。左體第三臺階體33面向球體5的一面傾斜角度為45度，左體第三臺階體33面向球體5的一面為擠壓球體面，刃口體11生長于擠壓球體面。
[0038]球體內(nèi)設置有通孔構(gòu)成球體流道51，球體流道51的直徑等于左體3最小內(nèi)徑。
[0039]為了保證彈簧的裝配，閥座第三臺階體83與左體第三臺階體33之間存在間隙。
[0040]為了保證密封圈的裝配，閥座第二臺階體82與左體第二臺階體32之間存在間隙。
[0041]球體5遠離上閥桿密封部I 一側(cè)還設置有下閥桿密封部6，下閥桿密封部6位于閥體2和左體3之間。下閥桿密封部6和上閥桿密封部構(gòu)成對球體的支持。
[0042]零部件加工具體步驟為:采用機械加工的形式粗精加工閥體、左體、閥座、球體；要求加工后閥體和閥座在密封圈裝配位置的光潔度不低于Ral.6，閥座與球體之間的配合位置光潔度不低于Ra0.8 ;各零件其余部位光潔度不低于Ra3.2。
[0043]零部件裝配具體步驟為。1、對經(jīng)過機械加工后待裝配零件部件進行修毛刺，將所有金屬零件清洗干凈，用壓縮空氣吹干，確保表面無殘留。
[0044]2、將彈簧放入左體內(nèi)部。
[0045]3、將密封圈放入閥座外圓密封部。
[0046]4、將組裝好的閥座放入左體內(nèi)部，注意保護好密封圈。
[0047]5、將球體裝入閥體內(nèi)部，依次裝入下閥桿密封部零件和上閥桿部零件，并在閥體結(jié)合部裝入密封墊片。
[0048]6、將組裝好的左體部零件與閥體部零件組合。
[0049]7、按照普通球閥的裝配工藝規(guī)程組裝其余零部件。
[0050]如上所述，則能很好的實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1.單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:包括閥體(2)和左體(3)，閥體(2)和左體(3)相對設置后形成中腔(7)，中腔(7)內(nèi)設置有球體(5)，球體連接有上閥桿密封部(I)，上閥桿密封部(I)從球體(5)延伸至中腔(7)外，其中左體(3)與球體之間設置有閥座密封部(4)，閥座密封部(4)包括閥座(8)和位于閥座與左體(3)之間的密封圈(10)和位于閥座與左體(3 )之間的彈簧(9 );在介質(zhì)上游區(qū)指向介質(zhì)下游的方向上，所述左體(3 )包括依次一體化連接的左體第一臺階體(31)、左體第二臺階體(32)、左體第三臺階體(33)、左體第四臺階體(34)，所述閥座(8)包括依次一體化連接的閥座第一臺階體(81)、閥座第二臺階體(82)、閥座第三臺階體(83);左體第一臺階體(31)的內(nèi)徑小于左體第二臺階體(32)的內(nèi)徑小于左體第三臺階體(33)的內(nèi)徑小于左體第四臺階體(34)的內(nèi)徑，閥座第一臺階體(81)的外徑小于閥座第二臺階體(82)的外徑小于閥座第三臺階體(83)的外徑，其中，左體第二臺階體(32)的內(nèi)徑等于閥座第一臺階體(81)的外徑，左體第四臺階體(34)的內(nèi)徑等于閥座第三臺階體(83 )的外徑，密封圈(10 )位于左體第二臺階體(32 )、左體第三臺階體(33 )、閥座第一臺階體(81)、閥座第二臺階體(82)構(gòu)成的空腔內(nèi)，彈簧(9)位于左體第三臺階體(33)與閥座第三臺階體(83)之間，且彈簧(9)的軸線與介質(zhì)上游區(qū)指向介質(zhì)下游的方向平行，彈簧(9)的一端與閥座第三臺階體(83)面向介質(zhì)上游一側(cè)靠接，彈簧(9)的另一端延伸進左體第三臺階體(33)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:閥座第三臺階體(83)與球體之間設置有刃口體(11)，刃口體(11)生長于閥座第三臺階體(83)并與球體表面擠壓接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:球體內(nèi)設置有通孔構(gòu)成球體流道(51)，球體流道(51)的直徑等于左體(3)最小內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:閥座第三臺階體(83)與左體第三臺階體(33)之間存在間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:閥座第二臺階體(82)與左體第二臺階體(32)之間存在間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:球體(5)遠離上閥桿密封部(I) 一側(cè)還設置有下閥桿密封部(6 )，下閥桿密封部(6 )位于閥體(2 )和左體(3 )之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單閥座雙向密封結(jié)構(gòu)球閥，其特征在于:左體第三臺階體(33)面向球體(5)的一面傾斜角度為45度，左體第三臺階體(33)面向球體(5)的一面為擠壓球體面，刃口體(11)生長于擠壓球體面。
【文檔編號】F16K5/06GK203548978SQ201320767439
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】賈懷軍 申請人:四川蘇克流體控制設備有限公司